基于单片机的散热器

IV摘要散热器在我们生活中得到了广泛的使用，随着电子行业的地位越来越重正是现代科技不断地发展，在各个领域中都能见到不同种类的电子产品，散热器则是其中最重要的一环，所以散热器才得以重用，这些电子产品的发展有效的带动着散热器的发展和技术的提高，由于在电子信息时代温度控制是必不可少的组成部分。本文设计一款智能散热器，通过采集温度、显示温度、驱动电机以及按键来对散热器进行智能控制。散热器的运行由设定温度值范围与采集的当前的温度进行比较，同时通过按键来设定温度，随着温度的变化而变化。比如，在现如今我们生活有一部分也伴随着电脑的存在，不管是哪类的电脑，当在选择电脑时，人们都会考虑到它的散热性能，一个好的散热器能够保证电脑的高速正常运行，可见一个好的散热系统，是多么的重要。散热器具备能耗低可靠性强，抗干扰能力强，方便使用等特征。随着社会不断地发展，散热器也会在生活中更加的重要。关键词：单片机；温度控制；电机控制；液晶显示 Abstract

Radiatorsarewidelyusedinourlife.Withtheincreasingimportanceoftheelectronicindustry,itisthecontinuousdevelopmentofmodernscienceandtechnologythatcanseedifferentkindsofelectronicproductsinvariousfields.Radiatorsarethemostimportantpartofit,soradiatorscanbereused.Thedevelopmentoftheseelectronicproductseffectivelydrivesthedevelopmentofradiatorsandtheimprovementoftechnology,Temperaturecontrolisanessentialpartintheeraofelectronicinformation.Inthispaper,anintelligentradiatorisdesigned,whichiscontrolledbycollectingtemperature,displayingtemperature,drivingmotorandkey.Theoperationofradiatoriscomparedbetweenthesettemperaturerangeandthecurrenttemperaturecollected.Atthesametime,thetemperatureissetbypressingthekey,whichchangeswiththechangeoftemperature.Forexample,nowadays,thereisapartofourlifeaccompaniedbytheexistenceofcomputers.Nomatterwhatkindofcomputers,whenchoosingcomputers,peoplewillconsideritsheatdissipationperformance.Agoodradiatorcanensurethenormaloperationofcomputersathighspeed.Itcanbeseenhowimportantagoodheatdissipationsystemis.Theradiatorhasthecharacteristicsoflowenergyconsumption,strongreliability,stronganti-interferenceabilityandconvenientuse.Withthecontinuousdevelopmentofsociety,radiatorwillbemoreimportantinlife.Keywords：SCM;Temperaturecontrol;LCD;Electricmachinecontrol

目录29564摘要 IAbstract II26614第1章绪论 1232111.1课题背景 14651.2研究课题的目的及意义 138381.3研究课题内容及技术指标 17752第2章方案的论证与设计 3204562.1系统方案论证 3206662.1.1温度采集电路方案设计 3124472.1.2显示模块电路方案设计 4162752.1.3驱动电路方案设计 4178542.1.4按键电路方案设计 475132.2方案的确定 537522.3方框图的设计 528428本章小结 66873第3章单元电路设计 7129773.1单片机系统 7212113.1.1单片机外围电路 7202203.1.2时钟电路的设计 8188673.1.2电源电路的设计 9157253.2温度采集电路的设计 10253583.3按键电路的设计 11108643.4显示电路的设计 12152163.5电机驱动电路的设计 1325389本章小结 1527438第4章软件程序设计 16264174.1主程序流程图设计 16169024.2温度采集子程序流程图设计 17256304.3液晶显示子程序流程图设计 18185644.4按键子程序流程图设计 1921494本章小结 1932160第5章整机电路工作原理及调试 20314375.1整机工作原理 20149035.2系统仿真 2099455.3程序编写 20126135.4系统调试 2128221本章小结 2231506结论 2316392致谢 2419124参考文献 252615附录1译文 2610376附录2英文参考资料 281213附录3整机原理图 318595附录4Proteus仿真 3129153附录5程序代码 336901附录6元器件表 35PAGE15PAGE15第1章绪论1.1课题背景现在随着生活质量不断地提高，社会也在不断地持续发展，随着生活质量的提高，各种机器也在各个领域得到普及。宏处理器应用于智能仪表、工业控制、家用电器产品、以及计算机网络和通信领域的应用，宏处理器在医疗设备领域的用途十分重要，宏处理器还有很多广泛的用途。在单片机的用途中为了放大应用范围和领域可靠性是最重要的因素。应用水平越来越高，与互联网的连接有显著的倾向。本课题的毕业设计是基于单片机的散热器设计，散热器是电子产品的重要注意事项，它直接影响着器件的寿命和器件在高温下的工作。一个好的散热系统，能实现机器的安全运行速度，保持机器良好的散热性能，就可以保障机器快速的工作。1.2研究课题的目的及意义传统散热器的主要缺点是不能随着环境温度的变化自动调节风速，这对电子设备是致命的缺点。传统的散热器机械的方式往往会伴随着机械运动的声音，不能满足机器的需求。针对这些缺点，我们需要设计一种智能散热器来解决。智能散热器系统根据当时的温度自动开启和关闭散热器，可以很好的节约电能，也方便了用户更加人性化的使用。此外，散热器系统在工业生产和日常生活中有着广泛的应用，如工业生产中大型机械设备的散热系统，或者笔记本电脑上的智能CPU风扇和其他基于单片机的温控风扇可以根据环境温度的高低自动启动或停止转动，并可以根据温度的变化自动调节转速，在现实生活中有着非常广泛的用途因此它的设计具有一定的价值。在工业生产中，需要最重要的温度控制。它是最重要的部分，所以散热器是必不可少的一部分。本次设计的研究有着重要的意义和实用价值。1.3研究课题内容及技术指标运用单片机控制技术，使用单片机进行处理是通过温度传感器的DS18B20检测当场的环境温度输出的数字信号，现场的温度数值是通过液晶1602LCD上显示的。在设计中改变直流风扇电机的转速是与PWM脉宽调制方式有关同时来设计改变不同的转速，直流电机运用的是L298N来进行驱动，同时通过不同的按键实现智能控制和固定转速切换。技术指标：1.利用单片机进行控制；2.温度传感器实时采集温度信号，单片机对直流电机进行转速控制，可实现散热器转速随着外界温度变化而变化；3.液晶显示当前温度；4.通过按键对温度参考值进行设定，开机、关机功能；5.液晶显示器显示的温度，与系统预先设定的温度参数进行比较，当温度达到一定数值后，单片机会驱动风扇转动，进行散热处理。当温度下降到一定数值后，风扇停止工作；

第2章方案的论证与设计2.1系统方案论证方案一：AT89S52系列单片机定位于8位单片机市场。它有8KB的闪存，256b内存，6个中断源和3个定时器。它本具有捕获功能。AT89S52的时钟频率和工作速度远高于AR89C5x系列有很大的提高。方案二：STC89C52RC单片机内部有8位低功率和高性能CMOS8-bit可编程闪存存储在单片机的系统中，在一个单片机的芯片上，具有8个智能CPU和一个可编程的闪存，从而使此控制芯片可提供一个大的系统使用，是通过另一个非常灵活和有效的解决方案解决。这是此芯片具有的优点，很多的控制系统通过一种改进的MCS-51单片是此控制芯片，比AT89系列具有以下优点：支持STC的个2在线下载模式，更方便地支持6T模式（在6T模式中，6个时钟循环就是一个机器循环），集成4KB的EPROM容量，带有P4口，超过普通单片机的I/O，编程存储器有超过10万次擦写STC标称。通过两种方案的对比，选择方案二作为本次的主控制芯片，适合于本次设计。2.1.1温度采集电路方案设计方案一：作为检测温度的核心元件，采用热敏电阻，放大是通过运算放大器放大，热敏电阻根据温度变化，生成输出电压变化的微弱电压变化信号，进而通过模拟数字信号输入单片机处理通过模拟数字转换芯片ADC0809。在转换弱电压变化信号。方案二：作为温度的核心元件，选用数字温度传感器DS18B20。它的优点不仅有体积小、功耗低，最主要的特点是采集现场的温度采用单总线直接通过数字传输的方式，具有提高系统的抗干扰能力。此原件直接输出数字温度值送到了控制芯片进行控制，不需要传统的信号放大、A/D转换等，如果选用核心元件是此元件。会很方便，有很多的优点。综合两种方案的比较，方案一的热敏电阻温度测量存在偏差，热敏电阻带有迟滞、反响慢、相对负载比较大，由于测量由偏差所以不采纳热敏电阻。方案二中的DS18B20精度高，还具有低成本使用方便的条件，减少了不必要的外围电路，只有3个引脚，连接简单，最后选择DS18B20温度传感器。2.1.2显示模块电路方案设计方案一：采用数字管显示，成本低，亮度高，与液晶相比耗电，由于显示的东西有较多的内容，硬件电路的设计复杂，电力消耗大，不予采纳数码管。方案二：选用LCD2861液晶显示器，它的指令操作简单方便还具有灵活的接口，它界面是人机交互图形形成的。一行的显示是16字节的内存。图形显示也可以完成的。低电压和低功耗是另一个主要的工作特点。它与不同的类型液晶显示相比，该模块构成的LCD显示方式在硬件电路结构和显示程序上更加简洁，更加适用于中文字库。方案三：采用LCD1602液晶显示器显示，内容显示16*2个字符，组合实用，图像清晰，抗干扰能力强，操作简单。系统需要显示温度上限下限温度值等信息，要求显示的信息内容和信息量应适用于LCD1602。综合三种方案的比较，方案一数码管显示不适合本次设计，也不符合本次的任务书，使用复杂等。方案二LCD2861显示内容过多相对于本次的设计，也不适合本次设计，方案三LCD1602显示内容正好，符合本次设计，学习资料也相对多，最后选择LCD1602液晶显示。2.1.3驱动电路方案设计方案一：PWM控制器步进电动机、步进电动机将脉冲信号转换到角度或装运的开放式控制要素，使用PWM控制器，步进电动机具有周期性的误差存在，不存在累积误差。它最广泛的应用于速度，适用于位置等控制领域。步进电机适用于精密控制。由于该电路简单，对精度要求不高，成本太高，电路复杂，使用步进电机不容易，知识面广，操作困难。方案二：L298N作为驱动。L298N不仅可以直接驱动直流电机，还可以控制两台发动机，并由单片机直接控制，达到了控制发动机的目的，电路不仅操作简单，还方便实现。所以最后选用L298N驱动直流电机。综合两种方案的比较，方案一的PWM控制步进电机中的步进电机适合精度控制，本次设计不需要太精确，电路会很复杂。方案二中的L298N驱动直流电机，适合于本次设计，连接简单方便，最终选用L298N驱动直流电机。2.1.4按键电路方案设计方案一：采用矩阵键盘作为输入设备，矩阵键盘将键的两端分别连接到行线和列线上，再将每一行线和列线连接到单个微机芯片上，通过程序算法读取哪个键被按下，增加了程序算法的难度。但是节约了单片机I/O口的使用。方案二：将独立键盘作为输入设备。每个键应对每个功能都是对应的，每个按键都要占用每一个I/O的入口，I/O口有多少，单片机每次就需要检测几次，需要多少个按键就占用一个单片机的多少个I/O口。端口无法连接很多设备。综合两种方案的比较，方案一中的矩阵键盘虽然能节约I/O口使用，但本次设计只需三个按键，不适合本次设计。方案二中的独立键是本次设计最适合的，因为使用按键少，I/O也就不多，所以最后选择独立键盘。2.2方案的确定通过多方面考虑和实用性，精确度，具有高性能、抗干扰能力强、成本低、容易实现等优点。作为主控制芯片的是选用STC89C52RC单片机；选用温度采集的是DS18B20数字温度传感器；显示的部分是选用LCD1602；通过L298N作为驱动电机。独立键盘进行设置。2.3方框图的设计单片单片机最小系统温度采集电路按键电路液晶显示直流电机驱动电机 图2-1整机方框图方框图的论述：如图2-1所示，电路方框图中的控制单元是通过单片机作为控制，温度采集电路是通过温度传感器来进行采集现场的温度值，并送给控制单元电路单片机进行控制，在利用液晶显示当前的温度值，在通过按键进行设定温度参考值与当前温度值进行比较，通过直流电机进行驱动风扇，使风扇能随着温度的变化而改变温度，并完成散热处理。本章小结本章主要介绍这次毕业设计的几种选择方案，对于五个模块方案的分析，最终确定以单片机为核心，并对所选方案设计及原理给予分析。在下一章节当中，将对该课题中选择方案分析了各单元的单元电路、元器件的选择作进一步论述。

第3章单元电路设计3.1单片机系统本设计选用的STC89C52RC单片机，它是一种含有8051内核,结构简单,效率比较高功耗比较低的单片机，它的片内不仅有2KB可重复重写的闪存只读程序存储器还有256B的随机访问存取数据存储器。这个系列的宏处理器是宏晶科学技术发布的高速、低功率、超干扰的宏处理器，指令代码完全与传统的8051宏处理器互换。STC89C52RC系列的宏处理器具有成本低、性能高的特点。调整非常方便。它具备PWM脉宽调制模块。适应温度范围广，适合各种开发环境。在电子行业被广泛应用。利用IAP技术，实现内部的一部分专用Flash作为EEPROM，停电后保存数据的功能，在线进行程序的调整便利。如图3-1所示。图3-1STC89C52RC实物图3.1.1单片机外围电路宏处理器的最小系统是整个系统的主要控制单元，并且以STC89C52RC宏处理器为中心，外围电路包含时钟电路、复位电路、电源电路构成。主要完成数据的收集处理和转换。在最小系统的时钟电路中，18脚和19脚分别是相应的芯片中振荡反放大器输出与输入。复位电路的引脚是9脚，连接电容、电阻和按钮构成手动复位电路，可使单处理器处于某种初始状态。通过电源电路可提供5V直流电源，直接供电。最小系统原理图如图3-2所示。图3-2单片机最小系统电路图3.1.2时钟电路的设计单片机中的电路提供适当而稳定的脉冲信号无非是时钟电路，它保证了在单片机工作中的稳定性。所有单片机在工作的时侯都是从自晶体振荡器中发出的。决定单片机的工作速度是通过时钟的频率决定的。影响着单片机的稳定执行也是由时钟电路的好坏决定的。在单片机中通常只有两种时钟方式，分别为内部时钟与外部时钟。在选用的方式中选择了内部时钟，Y1是时钟电路震荡中的微调电容，它的作用是在电路中构成了一个自激振荡器，它是具有稳定性的。它能在单片机工作时有效的提高了稳定、频率高等特点。为了系统稳定性，就需要为单片机选用一个11.0592MHz石英晶体，它可以得到准确的串行通信波特率。然后在晶振两旁加两个电容是为了作为晶振启动电容使用，构成了时钟电路。如图3-3所示。图3-3时钟晶振电路3.1.3复位电路的设计STC89C52RC单片机可分别为两种复位电路，一种是上电复位而另一种是按键复位，在本次设计的课题，而是选择了按键复位。在工作中，按键被按下的时候，会造成短路放电是在电容的两端实现，松开按键的时候，电源就会被接通，通过充电是向电容进行的，从而会电压会慢慢的变大，高电平是最后形成的，这样的工作原理就是复位通过的方式。复位的主要目的就是使单片机系统回到初始状态。重新执行代码指令。以免受到外界环境干扰，在程序出现异常，运行操作不当的问题发生。单片机第9脚为复位引脚RST，与传统的单片机相同，用法也一样，程序从头开始执行。如图3-4所示。图3-4复位电路3.1.4电源电路通常的是交流220V电源电压，而本文设计的系统需要的电压是直流5V，它不能满足本次设计的电路供电的要求，最后选择了直流稳压电源需要设计一个稳压。它的基本形成是由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。如图3-5所示。图3-5稳压电源框图220的交流电压是通过变压器T1转换为整流滤波电路，输出的是5V交流电压。它在通过整流电路输出了一种脉流电压，稳定的电路再通过滤波电路把大的波纹成分滤波出，把最小的波纹输出到稳定电路，从而输出的就是稳定电路，使用的直流电压5V就是由稳定电路转换成的。电源电路是由方框图中组成，形成一个完整的稳压电路，此模块里加入LED进行电源工作状态指示。稳压的部分是由LM7805模块组成稳压电源，它是由三个引脚组成的一个模块，它也不需要很多的外围元件，这是它的一大特点，它的操作方便电路内部还有保护电路，在保护的电路中使用下这样会安全可靠，还具有电路安装方便。如图3-6所示。图3-65v直流稳压电源3.2温度采集电路的设计在此电路的设计中温度采集是由DS18B20对于现场的温度进行一个采集的工作。DALLAS公司生产DS18B20是单一总线温度传感器，它具有的是体积小、不消耗电能、性比价高、干扰不了等优点，它还具有的是它能组成以多点的形式进行温度的采集等，可以直接控制温度。转换成串行数字信号（第9位二进制提供）。可以将多个传感器芯片连接到同一线。然后送给单片机进行处理控制，如图3-7的所示。图3-7DS18B20实物图它的封装很小跟三级管差不多的大小，也是三个引脚组成。它检测的温度范围是－55℃～＋125℃。测量的范围比较广，在本次实设计中使用足够，它的分辨率很高达到了一个0.0625℃，它对A/D转换可能在9-12位。它输出的方式是以数字模式进行的串行输出，扩展到符号。它可以和多个线进行并行连接，可以说控制芯片只要有一条线就可和多个温度传感器相连并进行通信，所以它占用的I/O口是少的，不需要要很多的I/O口就能测量多个温度点，这样就节省了很多的连接线防止线多的麻烦等。它的电路不仅简单精度高，范围广，实用的价值在它的优点中展现出来。如图3-8所示。图3-8温度传感器应用电路3.3按键电路的设计独立按键类型是由I/O端口线直接组成的按键电路。其特点是每一个按键都有一个I/O端口线，这也是它的缺点其按键不能使用的太多，不适用于过多按键。它与每个按键在工作的时候都不会影响彼此的状态，它具有灵活的使用连接简单，就是一个按键一个连接接口不能单线使用。由于需要三个按键，所以本设计采用独立按键，按键电路由三个独立按键组成，分别为设置按键；减键；加键。操作人员按设置键来进行加键减键的温度设定值在通过液晶显示出来。如图3-9所示。图3-9独立按键电路3.4显示电路的设计1602LCD它是本次的显示电路的设计。1602LCD是字符型的它具有16条的引脚，还有14条引脚的，少的是电源线和地线。但他们的原理都是相同的，没有差别。如图3-10所示。图3-10LCD1602引脚图1602LCD引脚分别为与单片机相连的8条数据线、3条电源线，还有调对比度的和选择读写操作的还有的是接地线。通过对单片机的控制进行读写操作，这样就可以显示你想要的内容。如表3-1所示。表3-1LCD1602的引脚功能引脚引脚名称引脚功能1VSS电源地2VDD+5V逻辑电源3VEE液晶显示偏压（调节显示对比度）4RS寄存器选择（1-数据寄存器，0-命令/状态寄存器5R/`W读/写操作选择（1-读，0-写）6E使能信号7-14D0-D7数据总线，与单片机的数据总线相连，三态15BLA背光板电源，通常为+5V，串联1个电位器，调节背光亮度，如接地，则无背光不宜发热16BLK背光板电源它对于同类型的液晶显示相比较属于小体积的占用面积小不会浪费板子的占地面积。虽然体积小但它显示的内容比较多，使用的时间长，消耗较低，连接也方便等。所以它在单片机行业会被广泛的使用。大多数的使用都是由它来显示不同的内容，根据自己的要求来选择。本设计选用的它作为本次的显示电路，通过它的显示能清晰地看清显示的内容。它的连接不仅简单而且还具有很大的可靠性。它的连接电路如图3-11所示。图3-11液晶显示电路3.5电机驱动电路的设计电机的驱动使用的是L298N构成了驱动电路。它是SGS公司生产的，它主要驱动电路是由4个逻辑通道，它也是可以驱动二相和四相电机，驱动内容比较丰富。它通过高电压的驱动大电流的全桥式形成了含有二个H桥驱动器，它收到的电平信号是标准的逻辑电平信号，它可以驱动不到46V和2A范围的电机。如图3-12所示。图3-12驱动电路引脚图它驱动的电路之间分别可以接2个电动机。输入的电平是从单片机中驱动模块IN脚输入的，它的作用可以空电机正转和反转，它的使能端是由EN脚控制的，能使电机进行运转或停止转动。如图3-13所示。图3-13L298N实物图1.直流电机模块直流电机可以精确地控制旋转速度或转矩，直流电机是通过两个磁场的相互作用产生旋转，定子上装设了一堆直流励磁的静止住磁极N和S，在转子上装设电枢铁心，定子与转子之间有一气息。如图3-14所示。图3-14直流电机的结构图2.PWM控制直流电机转速PWM是脉宽调制的一种脉冲波，它是直流电机在工作中高效运行的最常见方法，它使用中所需要的速度是通过其占空比来控制的。低频信号能正常的通过是电机起到的一个作用，在需要直流电平的情况下需要将脉宽调制信号转换为有效的直流电平。在单片机控制的情况下驱动直流电机，常见的驱动方式就是脉宽调制信号是因为在一般的情况下每隔一段时间就容易产生PWM信号。实现电机的转速调制是通过本系统由单片机的控制产生的PWM信号控制的，调制的方法是利用定频调宽方法改变PWM脉冲占空比。连接电机的开关是通过脉冲信号得到的，首先需要开启T1秒、在关闭T2秒得到，设占空比Q=T1/T。见式（3-1） UA=QUD （3-1）调宽T保持不变，总体来调制T1、T2来改变此时的占空比Q,从而得到了电机不同的平均电压UA,就能实现直流电机的调速。如图3-15。UAUAUDD OT1T2T1T1 T图3-15PWM控制原理图本章小结本章由五个单元电路设计组成，第一个单元是单片机控制的模块；第二个单元是温度采集电路模块的设计；第三个是显示电路的设计；第四个是驱动电路的设计；第五个是直流电机的设计等。通过五个单元的详细介绍进行了深入的分析与研究。

第4章软件程序设计4.1主程序流程图设计如图4-1主程序流程图开始Y开始YYN结束上限>T>下限温度采集初始化设置温度T≥上限电机高速运转液晶显示电机低速运转T=下限电机停止NNYY图4-1主程序流程图

最重要的在第四章流程图是程序中最核心的部分，想要设计散热器应该首先要把最主要的部分设计出来，体现了出了五个技能指标含义。在本章主要写了三个程序的子程序，分别是子程序中的温度采集；LCD显示程序；按键扫描程序。在LCD显示的温度值与按键设定的温度值进行比较，按键设定的值会通过系统来改变上限下限值，完成对按键的识别、按键的输入、按键的锁定；温度传感器DS18B20采集温度数值会被传送到指定的控制元件中，让控制中心处理；判决程序会决定是否应启用散热器对机器进行散热。若启动散热器首先要对L298N会驱动直流电机，并通过PWM控制直流电机的转速。4.2温度采集子程序流程图设计智能散热器中使用的DS18B20温度传感器具有三个管脚和严格的读写程序，因此必须根据时序指令读取温度，初始化序列、读取时序和写入时序是时序的流程。首先读取其高字节，然后读取其低字节，最后读取温度。温度测量流程图如图4-2所示。匹配DS18B20匹配DS18B20初始化开始读取温度结束温度转换显示温度判断是否存在YN匹配DS18B20匹配DS18B20初始化开始读取温度结束温度转换显示温度判断是否存在图4-2温度子程序流程图因为DS18B20转换后的代码不是实际的温度值，所以数据需要进行处理。整个散热器设计的关键是对温度进行测量，测量的温度实际是通过单片机软件的编成，然后用单片机对测量数据进行处理，单片机能及时处理数据，准确地进行温度测量，在温度测量中，不同信号对元器件的影响会影响温度测量的精度。我们使用的DS18B20能够很好地克服各种干扰，准确地测量外部环境温度。这样才能通过DS18B20进行数据的处理。由于温度传感器有9个字节的高速存储器，因此适合存储温度值。收集的温度数据放在前两个字节中。低8位和高8位分别是第一和第二字节。首先我们读取高8位并将其隐藏在MCU中，然后读取低8位。其中第9个字节是测验字节，用来保证通讯的准确性。4.3液晶显示子程序流程图设计开始初始化读状态忙信号检测将显示数据写入读取温度并显示返回最重要的就是最开始的初始化液晶屏，初始化后在进行读信号的检测在调用显示的数据进行写数据的子程序。8x8点阵组成一个字符，所以字符的显示就比较复杂，在显示屏幕的位置上要找到对应的显示，也要是字节中的都是不同的是“1”剩下的是“0”，亮的是“1”不亮的是开始初始化读状态忙信号检测将显示数据写入读取温度并显示返回 图4-3显示子程序4.4按键子程序流程图设计通过按键设定温度的上限下限温度，按键一共用了3个按键，第一个按键是设定键子，第二个是调上限键，第三个是调下限键。当需要调制上下限温度时，操作的人就进行设置，按下第一个键子，就可以调制上限的温度进行设置，再次按下第一个键子，就可以调制下限的温度，最后进行确定。如图4-4所示。开始开始初始化设定键是否按下？设置上下限温度设置温度确定结束NY图4-4按键子程序本章小结本章的主要由四部分组成，一个是流程图的主要程序，还有三个子程序流程图。最主要的主程序流程图是本章最重要的，整体结构阐述了主要程序运行的过程，通过设置温度上下限值来判断如何运行，还由一个温度采集程序流程图来采集测量温度从而进行显示，显示现场的温度与设置温度进行比较。从而实现了智能散热器的需求。

第5章整机电路工作原理及调试5.1整机工作原理将整机电路图里如附录3所示电路模块连接起来，即构成智能散热系统，总系统工作原理如下：温度传感器对实验现场的温度进行采集，主控芯片STC89C52RC对采集温度数据进行处理，将有用数据送给LCD1602显示，显示实际温度与上限下限的温度值。另外，可以人工通过独立键盘对所测温度进行设定上限下限温度值，先设定好规定的温度范围，当采集的温度超过上限范围时，风扇就会加速旋转，当采集温度在上限下限温度值中间，风扇会匀速旋转，当温度下降到下限值时，风扇停止转动。通过按键选择，可以实现设定上限与下限温度范围，实现了智能系统的散热器。本次设计时刻显示着现场的温度值，进行比较。5.2系统仿真仿真的软件最好的最方便的软件就是Proteus，它从各个部分到原理图还有代码部分的调试在通过单片机和不同电路的连接都是协同于仿真，它的软件内部具有电路图的设计还有PCB布线的设计还有仿真和调试电路的设计，这是一个由三个部分结合到一起的唯一的一个设计软件。它支持单片机8051处理软件等，也在不断的优化这方面的处理软件通过编译来实现，Keil也被它所支持还有很多种编译器。通过对源程序的编译支持KeilC51软件，编译完成后如果程序完全正确的话在对编译的结果进行保存。硬件电路再通过仿真软件Proteus中设计出来，再把程序下载到单片机中，最后看程序是否能够实现自己的技能指标，实现不了在进行调试。如附录4。5.3程序编写程序编写使用的是KeilC51。它是51系列兼容的单片机是美国公司开发的，使用开发系统C语言的软件与汇编语言单片机相比，C语言语句简单灵活，编写的函数模块可移植性强，因而易学易用，效率高。在使用单片机技术中，高级语言的就是从单片机的开发软件不断地研发与进步产生的，MSC-51系列的单片机是Keil软件使用较多的软件。

库函数在KeilC51软件内有很多，它还给使用者在程序中调试带来很大的便利，在研发大型软件时更能体现高级语言的优势。在使用时要先建立个工程。然后添加文件并编写程序，编写好后再编辑调试。如附录5程序代码。

5.4调试系统硬件测试在检查电路安装之后要检查最主要的是电路的焊接问题和电路焊接的时候是否由连接错误和没有焊到的地方，在检查电路板的焊接是否有问题的时候可通万用表进行测试能判断出是否焊接失误等。最后给电路板通电观察是否芯片发热，用万用表测量各个供电是否正常。系统软件测试检测所以程序的编译是否正确，编写子程序测试程序，用Protues仿真，反复测试子程序的完善性，将子程序连接，编写主程序，进行调试直到系统基本正常。系统初步检测测试温度：10-70℃;测试仪器及软件：万用表，温度计等;测试方法：上电，让系统运行，初步观察是否运行正常。问题及调试由于自己设计经验不足，综合知识掌握欠缺，设计功能不够完善，需在实际中分析验证设计的可行性，克服其中的不足。程序会很大，编程的时候出现一些错误；在实物的制作当中对焊接的技术要求很高，容易产生虚焊，漏焊等，达不到自己技能指标。经过，部分模拟仿真调试，各项性能指标基本达到预期要求，也遇到一些问题，给系统上电后，温度传感器不能进行测量，只显示120℃，通过以一系列的软硬件排查，温度传感器可能烧坏，从而导致不能进行测量，换了一个温度传感器，能进行测量。液晶屏初始化失败，经检查发现，设计电路中液晶屏的8个数据端口接了上拉电阻，并且主芯片的31(_EA)管脚没有接电源，导致无法访问片内存储器，经过修改后，再次上电后，初始化成功。基本调试成功。本章小结在整个设计中，仔细分析整体框架后采用模块调试逐一实现功能，在进行测试。主要以单片机STC89C52RC为开发平台，L298N驱动模块，DS18B20温度传感器及LCD1602等绘制了整机原理图，了解整机原理等，也拓展了自己的知识，增加了以后自己使用器件的范围。如何进行调试。重要的是焊接前对重要的器件进行测试，以免出现故障的器件，导致电路不能正常工作。

结论本次的设计是基于单片机的散热器的设计，设计达到预期的技能指标，可以实现当场的温度采集，按键的设置，同时可以实现液晶的显示，通过与系统的比较从而直流电机驱动着风扇，随着温度的变化而变化。本次设计用到了温度传感器技术，单片机技术，液晶显示技术，直流电机技术，很多设计完成的功能不具有智能化，比如说散热器中的风扇只能匀速的旋转，不管温度的高低。本次的设计体现了智能化，设计充满了智能化和使用性。本次编写的论文总共分为五个章节，第1章节就是介绍设计发展的背景，设计的目的意义；第2章节就是方案的论证与比较；第3章节介绍单元单路的设计；第4章节介绍软件程序的设计；第5章节介绍整机工作原理及调试。通过五个章节了解了整个散热器的原理及设计的过程。本次的毕业设计包含了多方面的知识我又重新梳理了关于主控制器的相关理论知识并重点深入了解控制器的编辑程序及软件程序，在这个过程中我对控制器的认知也有很大的提升。本次的技能指标基本实现，当然这个设计的研究也有很大的不足，需要更深入地探索。总体来说，对于本人最重要的是我学到了在设计中的知识，记忆犹新，在过程中收获很多，学会了如何挑选设计的方案从多方面进行分析，也掌握了单片机设计的方法。从电路的设计；安装；调试等到整个过程，得到了更加的了解，这些知识对我以后会带来更大的帮助。

致谢在完成论文之中，我很感谢我的指导老师给了我很大的帮助，从选题开始老师就帮我们该如何进行本次设计，我们一起探讨了技能指标的几项指标是否有用是否需要修改等，指导老师帮我们的几项指标修改后从而得到了完善，老师很耐心的跟我们一起研究。到了开题报告，我们对自己的开题报告进行了撰写，对一些知识点简单的查阅了资料。老师给了我们很多的建议，通过老师的提的意见，又一次修改了我的开题报告，并且提交了开题报告。在这期间老师每周都会联系我们询问我们的进度，有什么问题都会去找老师，老师会帮我们分析并提出意见。最后就是最重要的也是最难完成的就是论文的撰写了，老师建议我们不管是什么资料，都要收集起来，再通过收集起来的在自己进行总结写材料，这样是高效率完成。老师的用心良苦并且很负责任的知道我们，所以要感谢老师对我的帮助，没有您的认真负责我就不会完成好这次的毕业设计。也很感谢我的同学，这学期也少不了我的同学们的帮助，不懂得问题也和同学们一起探讨，当我们到了不知所措时，同学也会帮助我帮我解决问题，尤其是我的实物，对于我的实物离不开我的同学们帮助，给我一个很大意见，才完成实物的焊接。也感谢本学院的老师的意见。

参考文献何希才.新型开关电源设计与维修.国防工业出版社，2001.[2]韩全立.单片机控制技术及应用.电子工业出版社，2001.[3]白亚梅.传感器技术及应用[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2016.[4]吴建平.传感器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2012.[5]张毅刚.单片机原理及应用技术[M].北京：电子工业出版社，2008.[6]张毅刚.单片机原理及接口技术[M].北京：人民邮电出版社，2011.[7]谭浩强.C语言程序设计教程[M].北京:高等教育出版社，2010.[8]李大寨.传感器电子制作DIY[J].北京:科学出版社，2011.[9]彭伟.单片机C语言程序设计实训100例[M].北京:北京航空航天大学出版社，2010.[10]朱定华.微机原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社，北方交通大学出版社，2010.[11]焦玉朋.基于51单片机的PWM直流电机调速系统[D].呼和浩特：内蒙古大学，2013.[12]姚永平.STC12C2052AD系列单片机器件手册[Z].北京：宏晶科技，2005.[13]Wilkes．ProgressinComputers[M]．PrestigeLecturedeliveredtoIEE，ComputerLaboratoryUniversityofCambridge．Cambridge，on5February2004：27-28[14]Robert．ElectricalWiringIndustrial．DelmarCengageLearnihng，2012：102-110[15]StanleyH．Horowitz．PowerSystemRelaying．WileyBlackwell，2012：34-89附录1译文随着科技不断地发展与进步，在这信息时代，散热器会是个飞速发展的领域，会得到不断地发展与进步，使散热器更加的智能，会不断的提高系统控制的精确度，降低直流电机旋转的噪音，以后可能会没有噪音，还能以节能的方式实现，降低功耗，所以散热的问题会不断的改善并且提高，提高电子软件的使用寿命，这是最终的目的。在现在的年代，信息化的年代，在很多的领域都会需要散热，不管在哪个领域，散热系统好的，都会是这个领域最大的财富。如果能把各个领域的散热问题解决，把热度降到最低，不损害其寿命，这就是本次设计巨大的意义与使用价值。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。不管是在国内还是国外都在重视这个散热问题，都希望把散热问题降到最低。一般的解决方法在大功率的元器件上加一个散热片，大多数的散热片都是铝合金材料，然后再根据大功率电子元件的大小，再加工成需要的。但某些用途上加载的散热片的结构有很大的难度，结构更复杂，并且笨重，就不会适合每个领域。温度测控技术包括温度测量技术和温度控制技术两方面。综目前国内外散热技术的研究进展可知:随着CPU产热的热流密度的不断提高，传统的风冷散热已无法满足稳定工作的需求，而其它几种散热方式虽然散热效果有所提高，但均存在一些弊端，如技术不成熟、效率低、价格昂贵、存在不安全隐患等。因此，要想成为在市场上通用认可的散热设备，还需要进一步的研究开发、继续完善与改进。针对目前CPU蕊片发热量大、空间构造紧凑散热难的特点，本文的研究即是为了满足当今及未来散热的需求，对具有极强换热能力的毛细微槽群作为热沉的相变换热系统一微槽群相变散热器所进行的研究”。为了保证正常有效的工作，就必须进行有效的散热设计，将其在工作是产生的大量热量及时的带走，以确保CPU芯片的内核及表面温度维持在相对较低的水平，确保这些高速、高功率的芯片能够正常工作。单片机也被称为微控制器(MicrocontrollerUnit)，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高随着INTELi960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。

附录2英文参考资料Withthecontinuousdevelopmentandprogressofscienceandtechnology,inthisinformationage,radiatorwillbeafieldofrapiddevelopment,willgetcontinuousdevelopmentandprogress,makeradiatormoreintelligent,willcontinuetoimprovetheaccuracyofsystemcontrol,reducethenoiseofDCmotorrotation,theremaybenonoiseinthefuture,butalsointhewayofenergysaving,reducepowerconsumption,sotheproblemofheatdissipationWillcontinuetoimproveandimprovetheservicelifeofelectronicsoftware,whichistheultimategoal.Intoday'sera,intheeraofinformationtechnology,therewillbeaneedforheatdissipationinmanyfields.Nomatterinwhichfield,agoodheatdissipationsystemwillbethegreatestwealthinthisfield.Ifwecansolvetheproblemofheatdissipationinvariousfields,reducetheheattotheminimum,anddonotdamageitslife,thisisthegreatsignificanceandusevalueofthisdesign.Singlechipmicrocomputerismoresuitableforembeddedsystemthanspecialprocessor,soitgetsthemostapplication.Bothathomeandabroadarepayingattentiontothisissueofheatdissipation,hopingtominimizetheproblem.Thegeneralsolutionistoaddaheatsinktothehigh-powercomponents.Mostoftheheatsinksaremadeofaluminumalloy.Then,accordingtothesizeofthehigh-powerelectroniccomponents,theyareprocessedintotherequiredones.However,thestructureoftheheatsinkloadedonsomeapplicationsisverydifficult,morecomplexandcumbersome,soitwillnotbesuitableforeveryfield.Temperaturemeasurementandcontroltechnologyincludestemperaturemeasurementtechnologyandtemperaturecontroltechnology.Accordingtotheresearchprogressofheatdissipationtechnologyathomeandabroad,withthecontinuousimprovementofheatfluxdensityofCPUheatproduction,thetraditionalair-cooledheatdissipationhasbeenunabletomeettheneedsofstablework,whileotherheatdissipationmethodshavesomedisadvantages,suchasimmaturetechnology,lowefficiency,expensiveprice,unsafehiddendangers,etc.Therefore,furtherresearchanddevelopment,continuousimprovementandimprovementareneededinordertobecomeageneralrecognizedcoolingequipmentinthemarket.AccordingtothecharacteristicsoflargeheatoutputofCPUcoreandcompactspacestructure,theresearchofthispaperistomeetthecurrentandfutureheatdissipationneeds,andtostudythecapillarymicrochannelgroupwithverystrongheatexchangecapacityasthephasechangeheatexchangesystemofheatsink-microchannelgroupphasechangeheatsink.Inordertoensurethenormalandeffectivework,itisnecessarytocarryouteffectiveheatdissipationdesign,takeawaythelargeamountofheatgeneratedintheworkintime,soastoensurethatthecoreandsurfacetemperatureofCPUchipismaintainedatarelativelylowlevel,andensurethatthesehigh-speedandhigh-powerchipscanworknormally.MCUisalsoknownasmicrocontrollerunit.MCUiscommonlyusedastheabbreviationofMCU.Itwasfirstusedinthefieldofindustrialcontrol.ThesinglechipcomputerisdevelopedfromaspecialprocessorwithonlyCPUinthechip.TheearliestdesignideaistointegratealargenumberofperipheraldevicesandCPUintoonechip,makingthecomputersystemsmallerandeasiertointegrateintothecomplexandstrictvolumecontrolequipment.Intel'sZ80isthefirstprocessordesignedaccordingtothisidea.Sincethen,thedevelopmentofsingle-chipandspecial-purposeprocessorhasgonetheirseparateways.Earlysingle-chipcomputerswere8-bitor4-bit.Amongthem,themostsuccessfuloneisIntel8031,whichishighlypraisedforitssimplicity,reliabilityandgoodperformance.Sincethen,MCS51seriessinglechipmicrocomputersystemhasbeendevelopedon8031.TheSCMsystembasedonthissystemisstillwidelyuseduptonow.Withtheimprovementofindustrialcontrolfield,16bitsinglechipmicrocomputerhasappeared,butithasnotbeenwidelyusedbecauseofitslowcostperformance.After1990s,withthedevelopmentofconsumerelectronicproducts,thetechnologyofsingle-chipmicrocomputerhasbeengreatlyimproved.WiththewideapplicationofInternet960series,especiallythelaterarmseries,32-bitsingle-chipmicrocomputerhasrapidlyreplacedthehigh-endposi